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1、3S 杯全国大学生物联网技术与应用“三创”大赛 创新技术项目申报书 （2022 年） 项目名称：iSea 智训划船训练监测终端及保障系统 项目编号： 2022WLWB 申 请 人: 周沂 学 号: 1221014340 所在单位: 南京邮电大学通信与信息工程学院 专业名称: 电子信息 学生类别：博士研究生 硕士研究生 本科生 专科生 电 话: 17851961650 邮 箱: 指导教师: 郭永安 职 称: 副教授 申报日期：2022 年 5 月 29 日 中国通信学会 中国电子学会 制 类别 编 号 B 2022WLWB 2022B043 申报须知 一、创新内容:用物联网的技术思想创新探索“互。
2、联网+”的解决方案和面向物联网技术与应用的智慧服务系统智慧服务系统（Smart Service System ,简称 3S），创新研究和设计物联网智慧服务系统的关键技术及其应用，主要包括：物联网技术体系架构、新型传感器件、智能信息感知节点、 多终端协同控制器、 用户智能控制终端、 异构融合与多网协同、SDN 与智能服务组网、 用户服务平台与大数据处理、 智能信息处理、CPS 技术与智能信息系统、面向用户的软件定义服务、智慧服务与行业应用技术、物联网技术与应用标准、面向用户服务的信息安全。 二、 技术要求： 提交符合上述内容的可运行创新技术演示系统 （硬件或软件）和项目技术报告，其中包括：问题背。
3、景、技术方案、创新设计、关键技术、应用场景、市场前景、产业价值等，具有先进性和创新性。 三、请于报名截止之前将申报书发至 大赛邮箱，申报书命名格式为“项目编号”+“项目名称”+“姓名” 四、联系方式： 大赛网址：http:/ 大赛邮箱： 大赛工作QQ 群：群名称：2022 物联网 3s-1 群 号：629461921 联系人 ：朱朱 玉：玉：025-83535035，13770345830 1 项目名称 iSea 智训划船训练监测终端及保障系统 项目编号 2022WLWB 申请人 姓名 周沂 性 别 女 出生年月 1999.11 身份证号 321322199911010041 所 在 单 位 。
4、南京邮电大学 在 读学 历 硕士研究生 在读 专业 电子信息 学 号 1221014340 已 获 学 位 学士 毕业专业 通信工程 联 系 电 话 17851961650 电 子 信 箱 QQ号 1951351714 指导教师 单位/职务 职 称 联系电话 电子邮箱 郭永安 南京邮电大学 副教授 18951896681 团队成员 学 号 学历/学位 专 业 身份证号 联系电话 周金粮 1021010319 硕士 通信与信息系统 413026199608070677 15850587021 奚城科 1221014339 硕士 电子信息 32048119980718621X 1510614925。
5、1 王宇翱 1220013721 硕士 电子信息 370830199708011730 17852270091 2 一、创新目标与内容一、创新目标与内容（围绕物联网技术与应用进行创新研究与设计的目的和意义、内容和技术、应用和前景） 设计的目的和意义：设计的目的和意义：在 2020 东京奥运会上，我国的赛艇和划艇等项目都创造了历史最好记录，桨类运动逐渐走入大众视野。随着水上运动产业发展规划等一系列政策的出台，桨类运动已成为现象级水上运动，国民反响强烈。本团队通过前期在各大俱乐部展开深入调研，发现目前划船训练还处于教练目测的初级阶段，在训练过程中存在着三大痛点问题。一测不了一测不了，现在划船训练都。
6、是学员在前面划，教练跟在后面看，在这个过程中，教练拿不到学员精准的训练数据；二评不准二评不准，由于没有充分的数据分析流程，无法定性评估学员训练成效，教练主观判断；三练不好三练不好，教练经验式教学，学员缺乏客观的训练指导。本项目设计的智能划船训练监测终端及保障系统，旨在解决目前划船训练存在的数据离散、经验教学等问题。 内容和技术：内容和技术：针对以上三个痛点问题，我们团队研发了一套“软硬结合”的智慧训练解决方案。智能划船训练监测终端由船载终端、桨载终端组成，船载终端放在船头，用来测量船体的重心、航速等参数；桨载终端绑在桨上，用来采集桨板出入水角度、桨频等参数。通过船桨数据协同采集的方式，实现训练。
7、数据的全维度智能感知；通过划船训练监测保障系统，可以实现学员的成绩评估可视化；通过构建针对每个人的训练模型，做到学员的下一步训练计划精准指导。 本项目拥有三大核心技术，首先通过自研数据修正仪，加入自适应动态参数算法，解决目前数据采集精度差、数据采集维度少的问题；针对水上训练数据同步传输问题，我们融合多维标识路由协议和 AES 加密算法，实现数据的高速传输和系统的快速响应；最后基于自研船桨参数解算算法，快速解析划桨动作特征，并同步展示二维渲染动画，给学员提供科学可靠的指导方案。 应用和前景：应用和前景：本项目集监测、定位、通信、分析、预警于一体，减少了大量人力物力，通过形成训练指导模型，科学地评。
8、定学员训练效果并对后续训练方案提供指导性意见。划船训练监测终端及保障系统可以广泛应用于桨类运动的水上训练，实现多维度数据采集、智能化数据分析和个性化训练评估，形成由测到练的闭环，达到智能化、科学化的训练效果。 本项目在水上划船智能训练领域开展基础科学问题，核心关键技术攻关、重大装备研制研发，突破水上划船智能训练的数据采集精度、测评速度、数据安全性与数据吞吐量等核心技术，研发出智能划船训练监测终端与划船训练监测保障系统，完成了水上智能训练监测从 0 到 1，再到 100 的跨越，推动水上智能训练监测行业的发展。 二、技术方案与指标二、技术方案与指标（包括：问题分析、技术方案、创新设计、关键技术、。
9、技术指标、实施3 计划、应用场景等） 1.问题分析问题分析 传统的舢板、赛艇等水上划船训练模式是通过人工监测数据来实现的，教练针对学员传统的舢板、赛艇等水上划船训练模式是通过人工监测数据来实现的，教练针对学员训练情况进行打分仅依据经验判断，训练方案制定没有训练情况进行打分仅依据经验判断，训练方案制定没有科学科学数据支撑数据支撑，在训练数据的采集和传输、结果的精度和可靠性及人员的安全性等方面有所不足。因此海军院校和划船运动员训练基地对于新的精度高、可靠性强的智能划船训练监测技术需求迫切。业界一直在追求划船训练监测技术的突破，然而智能划船训练监测技术是一门涉及多学科交叉的应用技术，多专业难结合，技。
10、术复杂，因而该技术发展缓慢。尤其是对于如何实现多种终端智慧物联，技术上一直难以实现。 1.1 技术环境分析技术环境分析 国内外在该领域还处于初级阶段，并未发现相似的产品和系统。随着海军院校教学改革工程深入推进和新军事体育训练大纲的施行，高强度、实战化的训练条件对出动船艇的数量、规模及配套的保障设施提出了更高要求。海上舢板、赛艇等训练具有训练环境突发情况频、安全隐患多、应急处置不便、训练成绩评定难的特点，为训练的正常开展以及训练科学性等方面带来诸多困难。如何进行训练数据的可靠采集、传输、存档以及对训如何进行训练数据的可靠采集、传输、存档以及对训练效果的科学评定是长期以来海上舢板练效果的科学评定是。
11、长期以来海上舢板、赛艇等划桨船、赛艇等划桨船训练的组训难题。训练的组训难题。 目前，海军航空大学、划船运动员训练基地划船俱乐部对学员的日常划船训练还是采用人工手动的记录方式，数据采集不够鲜活，采集的维度也不尽完整人工手动的记录方式，数据采集不够鲜活，采集的维度也不尽完整，在参训过程中出现突发情况无法做到及时干预；获取的学员训练数据仅仅停留在纸面上，没有充分的利用和分析，发挥数据潜在的价值并帮助深层次评估学员的训练结果；以往的考核评估的整个过程需要教官花费大量的人力物力，耗时间，效率有待提高。 1.2 政策环境政策环境分析分析 习总书记在视察海军机关时，针对海军部队现代化改革指出，要坚持体系建设。
12、，统筹机械化和信息化建设，统筹近海和远海力量建设，统筹水面和水下、空中等力量建设，统筹作战力量和保障力量建设，确保形成体系作战能力。 国家“十四五”规划也明确指出要坚持科技强军，加快机械化信息化智能化融合发展，全面加强练兵备战，提高捍卫国家主权、安全、发展利益的战略能力。经过多个五年计划的建设,海事监管装备的现代化与智能化进程正迈入关键发展时期，但新型监管装备训练与实际管理能力不匹配的问题凸显新型监管装备训练与实际管理能力不匹配的问题凸显。面面对建设海洋强国的历史机遇，智能划船训练监测保障系统的研发与应用得到重视对建设海洋强国的历史机遇，智能划船训练监测保障系统的研发与应用得到重视。 党的十九。
13、大报告提出，坚持陆海统筹，加快建设海洋强国加快建设海洋强国。海洋体育产业作为绿色生态产业是我国体育产业的重要组成部分，在国民经济中占据越来越重要的地位。全国海洋经济发展“十三五”规划提出，在有条件的滨海城市建设海洋体育中心和海上运动基地，4 发展海洋竞技和休闲运动。为加快推动水上运动发展，丰富水上运动产品供给，满足群众加快推动水上运动发展，丰富水上运动产品供给，满足群众水上运动消费需求，激发水上运动产业和关联产业的发展潜力与活力水上运动消费需求，激发水上运动产业和关联产业的发展潜力与活力。2021 年 11 月，体育总局、国家发展改革委、水利部等 9 部门联合印发水上运动产业发展规划(以下简称。
14、规划)。规划提出到 2021 年推动水上运动产业总规模达到 3000 亿元，水上运动俱水上运动俱乐乐部达到部达到 1000 个等发展目标个等发展目标，并从加强运动设施建设、丰富赛事活动供给等方面提出主要任务，明确了加快改革创新、完善安全救援体系等方面的保障措施明确了加快改革创新、完善安全救援体系等方面的保障措施。 随着我国海军训练现代化的高要求以及划船产业的大力推进，国内的划船训练基地和随着我国海军训练现代化的高要求以及划船产业的大力推进，国内的划船训练基地和划船俱乐部逐渐增多，划船训练数据监测和划船训练安全保障受到广泛重视划船俱乐部逐渐增多，划船训练数据监测和划船训练安全保障受到广泛重视，这。
15、表明智能划船训练监测保障系统的市场潜力巨大，为发展智能划船训练措施产业提供了前所未有的历史机遇和发展条件。 2.技术方案技术方案与创新设计与创新设计 本项目产品智能划船训练监测保障系统由三部分组成：船载终端，桨载终端和划船训练监测保障系统三部分组成。该系统可实现船体数据采集、数据实时传输、高精度定位、数据存储、训练数据解析评测、并根据学员训练数据进行精准训练成绩评估和科学训练方案指导。 船载终端置于舢板、赛艇等训练船艇上，可以精准记录训练船艇的航程、位置、速度、航向、轨迹、倾斜度和训练环境的温湿度等数据；桨载终端置于划桨上，可以精准记录学员的桨频、出水角、入水角、发力角度、划幅、划桨周期等数据。
16、；基于以上终端可针对以上数据滤除干扰信号，自动修正曲线，实现数据采集精度提高 10 倍；基于边缘计算的动态参数算法可对监测数据进行实时本地分析，以得到训练人员的桨效、发力的协调性和均匀性等测评指标，测评速度提升 10 倍，测评精度提升 5 倍；数据保存于自身存储设备并同传至岸上的划船训练监测保障系统。 划船训练监测保障系统实现对训练船艇的数据监测和统计分析，基于 AES 加密算法的数据安全技术，数据安全性提高 100%，系统数据吞吐量达到 1.4Gbit/s，可及时处置学员训练突发情况，实现学员落水 2 秒内系统快速响应并组织营救；同时，系统可给出学员科学的训练评估结果和针对性的训练方案建议。图 2-1 给出了监测终端和系统的实物图，图 2-2给出了监测终端和监测保障系统的功能架构。 5 图 2-1 监测终端和系统的实物图 图 2-2 功能架构 2.1 监测终端监测终端 监测终端分为船载终端，桨载终端，集监测、定位、分析和通信于一体。船载终端置于舢板、赛艇等训练船艇上，可以精准记录训练船艇的航程、位置、速度、航向、轨迹、倾斜度和训练环境的温湿度等数据；桨载终端置于划桨上，可。